LANÇAMENTO DE ELEMENTOS ESTRUTURAIS

O projeto de estudo considerou uma arquitetura, com aproximadamente 832 m² de área para o pavimento tipo, que possui 2 apartamentos por andar, e tem como área comum uma escada, dois elevadores e hall.

Será apresentado a seguir um exemplo de lançamento dos elementos estruturais de um edifício residencial. Trata-se de um edifício de geometria simples, de modo que se tornou possível a aplicação dos tipos de lajes estudadas, maciças e nervuradas e com conceitos e recomendações apresentadas neste texto sobre a concepção estrutural de edifícios de concreto armado.

A planta de arquitetura do pavimento tipo é indicada na Figura 16. As paredes internas apresentam espessura de 15 cm, alguns pilares estão de canto e outro de eixo, como será apresentado nos detalhes mais a frente.

Depois da etapa de pré- dimensionamento de toda estrutura, os dados são lançados no programa computacional, onde alguns cuidados são tomados, para que não sejam inseridos valores incorretos, mantendo-se inclusive a compatibilidade das unidades. Recomenda-se que a entrada de dados seja realizada sobre uma arquitetura de bastante clareza e precisão, que conste apenas as informações necessárias ao lançamento estrutural.

O programa computacional escolhido ofereceu recursos que permitiram fixar as seções de pilares e vigas. Para as vigas, pode ser necessário aumentar a seção transversal na largura, sendo indesejado que a estrutura fique aparente no lado externo da edificação. A arquitetura implica em um posicionamento do pilar que difere daquele imposto pelos nós da estrutura, pois isso gera momentos de excentricidade, que são considerados no dimensionamento dos pilares.

Para auxiliar no dimensionamento da estrutura, usou-se o programa CYPECAD 2009.1.j.

As Figuras 16, 17, 18 e 19 apresentam as plantas de arquitetura da estrutura considerada. Na Figura 16 é mostrada toda arquitetura do pavimento tipo e os detalhes A, B e C que são que também são mostrados separadamente nas Figuras 17, 18 e 19 respectivamente.

A seguir é apresentado o detalhe A, B e C da planta de arquitetura em que podem ser observados com melhor visualização os cômodos e ambientes dos apartamentos, a localização da escada, de elevadores e poços de elevadores.

Figura 18: Detalhe B da planta arquitetônica do pavimento tipo.

A Figura 19 é simétrica a Figura 17, já que o pavimento tipo possui dois apartamentos que medem a mesma área, ou seja, são iguais.

A posição das paredes no pavimento tipo, como mostrada na Figura 16, dá uma orientação inicial para o lançamento das vigas e para a definição das lajes, já que os pilares já foram posicionados a partir da planta.

O posicionamento das vigas foi feito um lançamento de tal forma que os vãos das lajes estejam compreendidos entre os valores recomendados por norma NBR 6118/2003 e, além disso, deixando as lajes menos recortadas possíveis e evitando os balanços, embora existam paredes que se apóiam diretamente nas lajes.

Considerou-se uma espessura de revestimento de 1,5 cm em cada face para as paredes internas e 3,0 cm em cada face para as paredes externas. A altura da seção das vigas foi pré- dimensionada em função de seus vãos, lembrando de considerar as distâncias entre eixos de pilares.

Como estão sendo usados dois tipos de lajes, ficou definido adotar como Modelo Ia para as lajes maciças calculadas a mão, Modelo Ib para as lajes maciças calculadas através do “software” de cálculo e a laje nervurada como Modelo II, também calculada pelo “software” do programa.

Para que se possa haver menor deformação; foram lançadas as vigas de forma que haja uma harmonia com a posição das escadas e poços de elevadores, verificando-se sempre os aspectos funcionais. A definição da forma estrutural partiu da localização dos pilares e segue com o posicionamento das vigas e das lajes, nessa ordem, sempre levando em conta a compatibilização com o projeto arquitetônico.

O desenho da estrutura permitiu um perfeito conhecimento das dimensões de todos os elementos da estrutura. Que envolveu as plantas dos pavimentos tipo. Foram feitos em escala para que não haja prejuízos na clareza dos desenhos.

A numeração das lajes foi feita conforme as exigências da NBR 6118/ 2003, como podem ser observadas na Figura 20, começando pelo canto superior esquerdo do desenho e seguindo pela a direita, sempre em linhas sucessivas, o que facilitou a localização de cada laje. E a numeração também foi feita de cima para baixo e da esquerda para a direita.

Nas vigas horizontais a numeração foi feita conforme a Figura 20, a partir do canto superior esquerdo e seguiu por linearmente até chegar ao canto inferior direito. Para as vigas verticais, começou no canto inferior esquerdo, para cima, por fileiras até terminar no canto superior direito, ou seja, numeraram-se primeiramente as vigas horizontais e depois as verticais

Para os pilares a numeração iniciou-se conforme a Figura 20, a partir do canto superior esquerdo e seguiu linearmente até chegar ao canto inferior direito. As dimensões dos pilares foram indicadas ao lado de cada pilar, acompanhadas de sua numeração. A simetria dos pilares não deve ser considerada, pois, poderia causar sérias dúvidas durante a execução.

O detalhe da parte das escadas e elevador é apresentado conforme a Figura 21.

Figura 21: Detalhe da planta estrutural do pavimento tipo com o lançamento das vigas e pilares.

5.5 CARGAS

A escada presente nesta edificação teve ligação entre todos os pavimentos. Como os lances de escadas são iguais um único dimensionamento atendeu a todos os casos.

É uma escada com lajes adjacentes, contendo vigas apenas para apoio dos lances e uma viga para suportar o patamar. Portanto, em andares há um patamar e não são existem vigas inclinadas. A escada pode ser definida por duas lajes unidirecionais, com os menores bordos apoiados e os maiores bordos livres. Cada lance de escadas possui 8 degraus e o patamar 1,3 m de comprimento. Como se observa na Figura 22.

Figura 22: Elementos geométricos da escada. Fonte: PRÁ (2007).

Para um comprimento da escada é maior que 3 m utiliza-se uma de carga acidental 3,0 kN/m² e a espessura . A escada possui um espelho e passo , , sendo assim teremos a inclinação sendo

Em escadas com os lances muito grandes, as cargas devem ser usadas verticalmente devido ao peso próprio e a espessura, sendo assim, o comprimento do vão . Conforme a Tabela 7 pode encontrar a espessura vertical da escada sabendo que , então . A altura média é

Tabela 7: Relação comprimento do vão da escada e a espessura vertical da escada. Fonte: CAMPOS (2011).

A largura de cada lance de escada é 1,23 m, que somada a 0,15 m resultando em lx=1,38 m. Quando o lance de escadas é projetado em um plano horizontal tem comprimento 2,40 m e o patamar de 1,30 m resultando em ly = 3,70 m.

A carga variável é de 3,0 kN/m² conforme a NBR6120/1980 por trata-se de um edifício comercial onde a escadaria tem acesso ao público.

Os degraus são constituídos com cargas permanentes e são considerados como elementos de enchimento, assim como o revestimento e a alvenaria. As solicitações são todas verticais, no sentido da gravidade e projetadas em um plano horizontal, uma vez que os vãos usados no dimensionamento, também são vãos horizontais.

A carga permanente alvenaria de proteção formada de tijolos vazados possui uma altura de 1,10 m e peitoril no lado interno dos degraus com carga de 1,5 kN/m².

Sendo os maiores bordos das lajes da escada livres a carga total da escada é dividida igualmente entre os lados apoiados. A viga do patamar recebe metade da carga e que as vigas do lance de escada inferior e o lance de escada superior dividem restante da carga distribuído em seu menor comprimento.

Como a viga do patamar tem o dobro do comprimento das vigas dos andares, a reação de apoio da laje da escada nas vigas é a mesma para todas as vigas do contorno.

As reações da escada foram obtidas através das equações tendo como resultados de carga total e reações das escadas nas vigas de 2,80 tf/m; e carga total para a reação no pilar de e reações das escadas nos pilares de 4,57 tf/m

As cargas são originadas através das cargas permanentes e a cargas acidentais e segue as recomendações da NBR6120/1980. As cargas permanentes são devidas ao peso próprio da estrutura, peso dos revestimentos e as cargas acidentais, nos casos das lajes abrangerem dois recintos de diferentes cargas, adotam-se o maior delas.

As cargas permanentes lineares das paredes são lançadas sobre as lajes, sendo que em situações onde existe uma viga diretamente abaixo da parede, considera-se a carga linear apenas nas vigas. Serão descontadas as aberturas na fachada, uma vez que esses alívios de

cargas caracterizam vantagem nas fachadas, onde não são permitidas mudanças arquitetônicas. Para as muretas da escada, sacada, área de serviço e platibandas, considera-se que tenham altura 1,10 m.

O método construtivo consiste em fazer contrapiso diretamente sobre o solo, usando compactação mecânica. É um compactador mecânico de menores dimensões. Depois que o solo é compactado, dispõe-se camada de contrapiso diretamente sobre ele. Nesta laje não há um caso de flexão, mas há caso de compressão. É adotada espessura 10 cm e para minimizar inconvenientes como a fissuração, é usada malha de aço de bitola 4,8 mm a cada 15 cm.

O projeto arquitetônico traz que as paredes do contorno da garagem são em alvenaria de tijolo até altura de 1,50 m, sendo que a partir daí devem ser assentados tijolos vazados, com intuito de garantir a área de ventilação exigida pelo código de obras da cidade. Adota-se para fins de dimensionamento, que o contorno possui paredes de altura 2,50 m construídas em alvenaria convencional, conforme os outros pavimentos.

Considerando que a edificação é destinada a uso residencial e piso de garagem, espera- se que os veículos estacionados nos boxes de garagem tenham peso inferior a 25 kN/veículo, nesse caso a norma 6118/2003 recomenda que a carga acidental tenha valor 3,0 kN/m².

Existe uma carga em que se considera extra conforme, que é dada pelo peso próprio da estrutura de madeira do telhado e pelo telhado de fibrocimento que tem um valor 0,4 kN/m².

A laje tem como carga variável de 0,5 kN/m² conforme orienta a norma NBR 6118/2003 para terraços inacessíveis a pessoas.

As caixas de água foram colocadas sobre a laje que foi nomeada de barrilete os estrados de madeira, facilitando a instalação da parte hidráulica, a carga pode ser considerada uniformemente distribuída sobre as lajes L1, L2 e a laje da escada suportam as caixas de água. Sendo assim foram dispostos dois reservatórios de fibrocimento, com 10.000 litros e o outro 5.000 litros.

Usou-se carga permanente como: peso próprio, tendo o peso específico ( ); camada de regularização, tendo o peso específico ( ); o piso cerâmico, tendo peso específico ( ) e carga variável estando conforme o ambiente.

As cargas atuantes nas lajes e vigas foram calculadas através da equação (42), assim tem-se que a carga de alvenaria nas lajes é de 0,56 tf/m e a carga de alvenaria nas vigas é de 0,49 tf/m.

As Figuras 23 e 24 apresentam os nomes dos pavimentos do edifício, as alturas, as cotas, as sobrecargas de utilização e as cargas permanentes.

Figura 23: Esquema da altura e cota dos pavimentos da estrutura, extraídos do lançamento feito pelo CYPECAD.

Figura 24: Esquema da sobrecarga de utilização e da carga permanente dos pavimentos da estrutura, extraídos do lançamento feito pelo CYPECAD.